一種車標定位裝置及方法
2023-08-01 08:36:31
一種車標定位裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種車標定位裝置及方法，定位裝置中視頻採集模塊、車牌定位模塊、車標定位模塊和輸出模塊，其通過視頻採集模塊採集到現實場景中的車輛視頻，利用車標與車牌之間的位置關係進行車標的初定位，進而根據車標初定位區域的背景圖像的紋理信息，通過邊緣檢測和模板匹配的方法精確定位車標區域。本發明提高了車標定位的效率和準確度，有效解決現有車標定位方法消耗大量時間，對於圖像質量要求高，魯棒性差等問題。
【專利說明】一種車標定位裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種車輛識別技術，具體涉及一種車輛中車標的定位技術。
【背景技術】
[0002]智能交通系統已經被證明是一種有效解決交通問題的方法。交通信息採集是智能交通系統的重要組成部分，在交通控制與管理、城市道路規劃等方面發揮著重要作用。交通信息採集離不開對道路上車輛的檢測。
[0003]隨著汽車擁有量的快速增加，出現了一些套牌、倒牌現象，這對車輛檢測和識別研究提出了更高的要求，需要在識別車牌號碼的同時，通過車牌號碼與車輛類型的一致性來鑑別是否為違章車輛。
[0004]車標作為車輛的一個顯著特徵，對車型識別起到了關鍵性的作用，車標識別系統是視頻車輛檢測的重要組成部分。如果能準確定位出車標，將會極大提高車標識別的準確率，進而提高車型分類與識別的準確率。
[0005]目前，對車標定位普遍採用的方法有:基於紋理一致性的車標定位方法、利用車標垂直邊緣能量的定位方法、基於PCA與不變矩的車標定位方法、基於能量增強和形態濾波的車標定位方法等。
[0006]但是由於各種車標的紋理特徵和形狀大小都不相同，採用現有的相關匹配定位算法會消耗大量的計算時間，同時並不能得到很好的識別結果。
【發明內容】
[0007]針對現有車標識別技術消耗時間長和準確率不高等問題，本發明的目的提供一種聞效、聞精度的車標定位技術，有效解決現有技術所存在的問題。
[0008]為了達到上述目的，本發明採用如下的技術方案:
[0009]一種車標定位裝置，所述定位裝置包括用於採集車頭視頻圖像的視頻採集模塊，其還包括車牌定位模塊、車標定位模塊以及輸出模塊，所述車牌定位模塊與視頻採集模塊數據相接，根據視頻採集模塊採集的車頭視頻圖像定位車牌；所述車標定位模塊與車牌定位模塊數據相接，首先根據車牌定位模塊進行車牌定位的結果，對車標進行初定位，再對初定定位結果通過模板匹配和邊緣檢測的方法進行精確定位車標；所述輸出模塊與車標定位模塊和視頻採集模塊數據相接，顯示車標定位模塊的定位結果和視頻採集模塊採集的視頻數據。
[0010]在車標定位裝置的優選方案中，所述車標定位模塊包括初步定位模塊、左右邊界精確定位模塊和上下邊界精確定位模塊，所述初步定位模塊在車牌定位模塊進行車牌定位的結果上，根據車標與車牌的位置關係對車標區域進行初步定位；所述左右邊界精確定位模塊與初步定位模塊數據相接，對初步定位模塊初步定位的車標區域的左邊界和右邊界進行精確定位；所述上下邊界精確定位模塊與左右邊界精確定位模塊數據相接，對左、右邊界精確定位的車標區域的上邊界和下邊界進行精確定位。[0011 ] 進一步的，所述視頻採集模塊採用單目攝像頭採集車頭視頻。
[0012]在上述車標定位裝置的基礎上，本發明還提供一種車標定位方法，所述定位方法包括如下步驟:
[0013]( I)通過採集到的車頭視頻圖像對車牌定位；
[0014](2)根據定位的車牌位置對車標位置進行初定位，得到初定位的車標區域；
[0015](3)對初定位的車標區域的左右邊界和上下邊界進行精確定位，實現車標的精確定位;
[0016](4)輸出精準定位的車標圖。
[0017]在定位方法的優選方案中，所述步驟(2)中取定位出的車牌位置的左邊界和右邊界分別為初定位車標區域的左邊界和右邊界，再取車牌位置的上邊界為初定位車標區域的下邊界，取離車牌位置上邊界距離為3倍車牌高度為初定位車標區域的上邊界。
[0018]進一步的，所述步驟(3)通過如下步驟進行精確定位:
[0019](31)通過模板匹配和邊緣檢測精確定位車標區域的左邊界和右邊界；
[0020](32)對確定左、右邊界的車標區域圖像分別進行水平差分和垂直差分，根據差分結果獲得邊緣圖像，對得到的邊緣圖像進行水平方向投影，求出連通像素區域，由此精確定位車標區域的上邊界和下邊界。
[0021]再進一步的，所述步驟(31)中在初步定位的車標區域圖像上截取寬度為其寬度的1/15，高度不變的矩形當作模板，然後在初步定位的車標區域圖像上進行由左向右和由右向左的平移，每平移一次做一次相關匹配係數運算，分別將由左向右平移過程中和由右向左平移過程中計算出的相關匹配係數第一個小於總的相關匹配係數的均值的位置當作車標左邊界和右邊界。
[0022]再進一步的，所述步驟(32)中確定左、右邊界的車標區域圖像分別進行水平差分和垂直差分時，定義差分結果像素差大於12個像素則為邊緣，得到的邊緣圖像；接著，對邊緣圖像進行水平方向直方圖累加，求出各連通的直方圖區域，計算各自的像素總數，取像素總數最多的區域為車標區域。
[0023]本發明提供的方案能夠實現在消耗較少時間的情況下對車標進行精確定位，極大的提高了車標定位的效率和準確度，從而有效解決現有技術中消耗大量時間，對於圖像質量要求高，魯棒性差等問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]以下結合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本發明。
[0025]圖1是本發明中車標定位裝置的結構框圖；
[0026]圖2是圖1所示車標定位裝置中車標定位模塊的結構框圖；
[0027]圖3是本發明中進行車標定位的流程圖；
[0028]圖4是三種典型紋理樣式的散熱片的示意圖；
[0029]圖5是本發明進行車標定位的實例示意圖。
【具體實施方式】
[0030]為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0031 ] 參見圖1，其所示為本發明中車標定位裝置的結構示意圖。該車標定位裝置主要包括視頻採集模塊01、車牌定位模塊02、車標定位模塊03和輸出模塊04。
[0032]視頻採集模塊01用於採集車頭視頻圖像，該視頻圖像包括車輛的車牌圖像和車標圖像。具體的，該視頻採集模塊01採用單目的攝像頭來採集車頭視頻，如現有的監視攝像頭，並不限於監視攝像頭，還可採用其它種類的攝像頭。
[0033]車牌定位模塊02其與視頻採集模塊01數據相接，獲取視頻採集模塊01採集的車頭視頻圖像，並對該車頭視頻圖像中車牌圖像的位置定位。具體可以使用現有的車牌定位的方法，例如:基於車牌圖像色彩信息定位法、基於邊緣檢測的定位法、基於車牌幾何特徵的定位法和基於頻譜分析的車牌定位法等。由於車輛牌照具有鮮明的紋理特徵和規則的形狀特徵，但是各種車標的紋理特徵和形狀大小都不相同，因此車牌更容易被準確、快速的定位。
[0034]車標定位模塊03，其與車牌定位模塊02數據相接，用於根據車牌定位模塊02在視頻圖像中定位的車牌圖像位置與車標圖像位置之間的關係，對視頻圖像中車標的位置進行定位。
[0035]參見圖2，其所示為車標定位模塊03的結構框圖。由圖可知，車標定位模塊03主要包括三個功能子模塊:初步定位模塊05、左右邊界精確定位模塊06和上下邊界精確定位模塊07。
[0036]初步定位模塊05，用於根據圖像中車標位置與車牌的位置關係對圖像中車標區域進行初步定位。
[0037]左右邊界精確定位模塊06與初步定位模塊05數據相接，通過模板匹配對初定位的車標區域圖像的左邊界和右邊界進行精確定位。
[0038]上下邊界精確定位模塊07與左右邊界精確定位模塊06數據相接，其通過對確定了左右邊界的車標區域圖像分別進行水平差分和垂直差分，根據差分結果獲得邊緣圖像，對得到的邊緣圖像進行水平方向投影，求出連通像素區域，由此對精確定位車標區域的上邊界和下邊界。
[0039]具有上述三個子模塊的車標定位模塊03在具體實現時，初步定位模塊05在視頻圖像中定位出車牌位置後，依據先驗知識，取定位出的車牌位置的左邊界和右邊界分別為初步車標區域的左邊界和右邊界，再取車牌上邊界為初步車標區域的下邊界，取離車牌上邊界距離為3倍車牌高度為初步車標區域的上邊界。
[0040]由此，確定的初步車標定位區域中車標的背景在絕大部分情況下是散熱片，散熱片的紋理樣式繁多。參見圖4，其所示為三種典型的散熱片的樣式:水平紋理的散熱片、垂直紋理的散熱片以及網格紋理的散熱片，其為現有常見結構，此處不加以贅述。
[0041]為了能夠在此情況下對車標進行精確定位，車標定位模塊03的其餘兩個子模塊:左右邊界精確定位模塊06和上下邊界精確定位模塊07主要用於在以散熱片為背景的初步車標定位區域中，分別精確確定車標的左右、上下四個邊界。
[0042]左右邊界精確定位模塊06利用模板匹配方法精確定位圖像中車標區域的左邊界和右邊界。其在初步定位的車標區域圖像上截取寬度為其寬度的1/15，高度不變的矩形當作模板，然後在初步定位的車標區域圖像上平移，先從最左邊向右平移，每平移一次做一次相關係數運算，匹配的相關係數定義為：
[0043]
【權利要求】
1.一種車標定位裝置，所述定位裝置包括用於採集車頭視頻圖像的視頻採集模塊，其特徵在於，所述車標定位裝置還包括車牌定位模塊、車標定位模塊以及輸出模塊，所述車牌定位模塊與視頻採集模塊數據相接，根據視頻採集模塊採集的車頭視頻圖像定位車牌；所述車標定位模塊與車牌定位模塊數據相接，首先根據車牌定位模塊進行車牌定位的結果，對車標進行初定位，再對初定定位結果通過模板匹配和邊緣檢測的方法進行精確定位車標；所述輸出模塊與車標定位模塊和視頻採集模塊數據相接，顯示車標定位模塊的定位結果和視頻採集模塊採集的視頻數據。
2.根據權利要求1所述的一種車標定位裝置，其特徵在於，所述車標定位模塊包括初步定位模塊、左右邊界精確定位模塊和上下邊界精確定位模塊，所述初步定位模塊在車牌定位模塊進行車牌定位的結果上，根據車標與車牌的位置關係對車標區域進行初步定位；所述左右邊界精確定位模塊與初步定位模塊數據相接，對初步定位模塊初步定位的車標區域的左邊界和右邊界進行精確定位；所述上下邊界精確定位模塊與左右邊界精確定位模塊數據相接，對左、右邊界精確定位的車標區域的上邊界和下邊界進行精確定位。
3.根據權利要求1所述的一種車標定位裝置，其特徵在於，所述視頻採集模塊採用單目攝像頭米集車頭視頻。
4.一種車標定位方法，其特徵在於，所述定位方法包括如下步驟: (1)通過採集到的車頭視頻圖像對車牌定位； (2)根據定位的車牌位置對車標位置進行初定位，得到初定位的車標區域； (3)對初定位的車標區域的左右邊界和上下邊界進行精確定位，實現車標的精確定位； (4)輸出精準定位的車標圖。
5.根據權利要求1所述的一種車標定位方法，其特徵在於，所述步驟(2)中取定位出的車牌位置的左邊界和右邊界分別為初定位車標區域的左邊界和右邊界，再取車牌位置的上邊界為初定位車標區域的下邊界，取離車牌位置上邊界距離為3倍車牌高度為初定位車標區域的上邊界。
6.根據權利要求1所述的一種車標定位方法，其特徵在於，所述步驟(3)通過如下步驟進行精確定位: (31)通過模板匹配和邊緣檢測精確定位車標區域的左邊界和右邊界； (32)對確定左、右邊界的車標區域圖像分別進行水平差分和垂直差分，根據差分結果獲得邊緣圖像，對得到的邊緣圖像進行水平方向投影，求出連通像素區域，由此精確定位車標區域的上邊界和下邊界。
7.根據權利要求6所述的一種車標定位方法，其特徵在於，所述步驟(31)中在初步定位的車標區域圖像上截取寬度為其寬度的1/15，高度不變的矩形當作模板，然後在初步定位的車標區域圖像上進行由左向右和由右向左的平移，每平移一次做一次相關匹配係數運算，分別將由左向右平移過程中和由右向左平移過程中計算出的相關匹配係數第一個小於總的相關匹配係數的均值的位置當作車標左邊界和右邊界。
8.根據權利要求6所述的一種車標定位方法，其特徵在於，所述步驟(32)中確定左、右邊界的車標區域圖像分別進行水平差分和垂直差分時，定義差分結果像素差大於12個像素則為邊緣，得到的邊緣圖像；接著，對邊緣圖像進行水平方向直方圖累加，求出各連通的直方圖區域，計算各自的像 素總數，取像素總數最多的區域為車標區域。
【文檔編號】G06K9/00GK103544489SQ201310559774
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】胡傳平, 孫明霞, 梅林 , 齊力, 劉雲淮, 徐小明, 徐磊, 譚懿先, 尚巖峰, 王文斐, 顏志國, 王建 申請人:公安部第三研究所